2.1钠及其化合物 讲义-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册
2025-08-11
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精品
内容正文:
化学必修一第二章 海水中重要的元素—氯和钠
2.1 钠及其化合物
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01
学习目标
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1.根据钠的保存取用以及钠与水反应的现象,认识钠的物理性质。
2.根据钠的原子结构特点及氧化还原反应原理,结合有关实验,理解钠的化学性质。
3.依据钠的性质,了解其在生产中的应用。根据碱性氧化的通性,理解氧化钠的化学性质。
4.通过实验探究,结合氧化还原反应原理,认识过氧化钠的化学性质。
5.通过实验探究,结合盐的通性认识碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。
6.学会用焰色试验鉴别K+、Na+等离子。
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思维导图
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基础知识
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☀知识点一 钠的性质
1.原子结构与性质的关系
钠原子的结构示意图为,在化学反应中很容易失去1个电子生成钠离子,表现出很强的还原性。
2.钠的物理性质及与氧气的反应
(1)物理性质
(2)钠与氧气反应
条件
常温
加热
实验
步骤
实验
现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成闪亮的小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
结论
①钠具有银白色的金属光泽,硬度小,熔点低,密度大于煤油
②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式)[来源:Zxxk.Com][来源:学科网]
常温下:__4Na+O2===2Na2O;加热时:2Na+O2Na2O2。
③稳定性:Na2O2>Na2O。
(3)钠与非金属单质反应
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
S
2Na+S=Na2S (研磨时容易爆炸)
H2
2Na+H22NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
【知识拓展】钠露置在空气中的变化
(1)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
(2)发生的主要变化的化学方程式
①4Na+O2=2Na2O;
②Na2O+H2O=2NaOH;
④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O;
⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O。
3. 金属钠与水的反应及其保存方法
(1)钠与水的反应
①实验步骤
②实验现象及原因
实验现象
现象分析
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球
钠的熔点低,反应放出热量
小球在水面上四处游动,最后完全消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出嘶嘶响声
钠与水反应产生气体
反应后溶液变为红色
反应生成碱性物质
③实验结论
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2。
反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(2)钠的保存方法
钠应密闭保存隔绝空气,实验室中,少量的钠保存在煤油或石蜡油中。
(3)若实验过程中钠不慎失火,注意不能用水灭火,而应该用干燥的沙土(SiO2)来灭火,因为钠与水剧烈反应且生成氢气,会放出大量的热,甚至能引起氢气燃烧
(4)钠与酸、碱、盐溶液反应的实质:
物质类别
反应分析
酸
①钠与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应
碱
钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应
盐
钠与盐溶液反应时先与水反应,如果盐能与NaOH反应,则会发生复分解反应,如Na与FeCl3溶液的反应
【注意】①钠与水、酸反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是:有酸酸在前,无酸水为先。
②与盐溶液的反应:6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑。
钠与盐溶液反应时一般先考虑与水反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
③与某些有机物反应:
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑; 2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑;
4. 钠的用途
①冶炼某些金属,钠用于钛、锆、铌、钽等金属氯化物中置换出金属单质;
例如: TiCl4+4Na Ti+4NaCl
②钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;
③用作电光源,制作高压钠灯。
☀知识点二 氧化钠和过氧化钠
1.性质比较
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
Na+]2-Na+
Na+]2-Na+
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学键类型
只有离子键
既有离子键又有共价键
所属类别
碱性氧化物
过氧化物
生成条件
钠常温下缓慢氧化
钠燃烧或加热
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl==NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O
稳定性
不稳定
较稳定
主要用途
可制烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂
【易错提醒】
①Na2O是碱性氧化物,Na2O2是非碱性氧化物;
②Na2O2中阴离子是O,阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1;
③Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2,如:Na2O2+SO2===Na2SO4
2.Na2O2的增重问题
(1)若题目只给出CO2或H2O的质量,可通过CO2或H2O的质量,求出CO或H2的质量,则固体增重就是CO或H2的质量。
(2)若m g的H2与CO的混合气体或单一气体,在O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重也必是m g。
(3)m g符合通式为(CO)x(H2)y的物质,在O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重也必是m g。如甲醛(CH2O)、甲醇(CH4O)、乙酸(C2H4O2)、葡萄糖(C6H12O6)等。
3. Na2O2使酚酞先变红后褪色的原因
将Na2O2投入滴有酚酞的水中,Na2O2与水反应生成NaOH,使酚酞先变红;同时,Na2O2与水反应过程中,还生成了不是很稳定的中间产物H2O2,具有漂白性,使变色后的酚酞氧化褪色。
4.Na2O2与H2O、CO2反应的先后顺序
2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑;CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;总反应式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2。所以一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)混合物的反应,可视为Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
5. Na2O2中氧元素为-1价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性
①主要表现较强的氧化性,如Na2O2与SO2反应:Na2O2+SO2=Na2SO4,可使品红溶液褪色。
②有时表现还原性,如过氧化钠使酸性高锰酸钾溶液褪色:5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+5O2↑+2MnSO4+8H2O。
☀知识点三 碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究
操作
Na2CO3
NaHCO3
(1)观察外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化
粉末结块变成晶体;放热,温度计的示数明显升高
晶体部分溶解;吸热,温度计的示数降低
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,有何现象
完全溶解
部分溶解
(4)分别向(3)所得的溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
加水先变成含结晶水的晶体
(Na2CO3·xH2O),溶液碱性比NaHCO3强
加水部分溶解,溶液碱性比Na2CO3弱
2.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
实验操作
实验现象
实验结论
澄清石灰水不变浑浊
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水变浑浊
NaHCO3不稳定,受热分解;
化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱、盐的反应
(1)碳酸钠和碳酸氢钠与等浓度HCl反应的规律
放出CO2快慢
NaHCO3>Na2CO3
混合物反应先后顺序
因CO32-结合H+更容易,所以Na2CO3先反应生成NaHCO3,然后NaHCO3与H+再反应
与足量盐酸反应耗酸量
等质量的Na2CO3和NaHCO3,前者耗酸量多;
等物质的量的Na2CO3和NaHCO3,前者耗酸量多。
与足量盐酸反应生成CO2的量
等质量的Na2CO3和NaHCO3,后者生成CO2量多;
等物质的量的Na2CO3和NaHCO3,两者生成CO2量一样多。
(2)碳酸钠和碳酸氢钠与NaOH溶液的反应:
①碳酸钠:不反应;
②碳酸氢钠:NaHCO3+NaOH=== Na2CO3+H2O。
(3)碳酸钠和碳酸氢钠与盐的反应
①碳酸钠:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
②碳酸氢钠:NaHCO3+NaHSO4===Na2SO4+CO2↑+H2O。
4. 碳酸钠和碳酸氢钠性质比较
物质
比较项目
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
色与态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
都易溶于水,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度
溶液的碱性
显碱性(较强)
显碱性(较弱)
热稳定性
稳定、受热不易分解
不稳定受热分解
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
与酸反应
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈
与NaOH反应
不反应
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与Ca(OH)2反应
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
与Ca(OH)2反应存在少量过量问题
与BaCl2反应
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
不反应
与CO2及H2O
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
不反应
相互转化
用途
玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业
发酵粉的主要成分之一、灭火器、治疗胃酸过多
【易错提醒】大部分的碳酸氢盐易溶于水,如Ca(HCO3)2,即碳酸氢盐比相应的碳酸盐易溶,但NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。
5.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)固体的鉴别
①加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②气体法:滴入稀盐酸,产生气泡速率快的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
【技巧与方法】鉴别Na2CO3和NaHCO3的易错点
①Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别,但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。
②鉴别Na2CO3和NaHCO3时,不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应,均无明显现象),也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液,均产生白色沉淀。
6.Na2CO3和NaHCO3的检验
(1)步骤
①向溶液中加入足量的BaCl2溶液或CaCl2溶液,过滤
②分别向沉淀和滤液中加入足量的稀盐酸
③将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水
(2)现象及结论:品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊
①沉淀上产生该现象:原溶液中含有Na2CO3
②滤液中产生该现象:原溶液中含有NaHCO3
③同时产生该现象:原溶液中含有Na2CO3和NaHCO3
☀知识点四 侯氏制碱法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出。
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
总反应为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
生产流程
【易错点拨】不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
☀知识点五 焰色试验
1.定义
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
2.操作
3.几种金属的焰色
金属元素
锂
钠
钾
铷
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
4.应用。节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡等金属的化合物所呈现的各种艳丽色彩。
【易错提醒】焰色试验的注意要点
①焰色试验是物理变化而不是化学变化。焰色试验与气体物质燃烧时产生的各色火焰有本质的区别。焰色试验是金属的原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种焰色光的过程,为物理变化。
②焰色试验是金属元素的性质,不是物质的性质。焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。
③并不是所有的金属元素都能发生焰色反应,如Fe。
④在中学化学实验中要求掌握钠、钾的焰色反应,对于K+的火焰颜色必须透过蓝色钴玻璃进行观察,目的是滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。
【知识拓展】钾盐的焰色试验需要通过蓝色钴玻璃的原因
①K+、Na+实现完全分离较难,分离成本高,且使用时在大多数情况下没必要完全分离。因此钾盐中有少量钠盐。
②酒精灯的火焰颜色由于受仪器材质影响,会呈现黄色火焰。
③自然界的白色光是由各种频率(颜色)的光混合而成的。人眼对于波长为550 nm的光最敏感,对应是黄绿光波的频率。因此少量钠盐的黄色火焰就能对钾元素的焰色观察造成干扰。蓝色钴玻璃能透射蓝紫光,而吸收橙黄光。
因此,进行K元素的焰色试验时,为了滤去黄色的光,避免碳酸钾中所含的微量钠盐造成干扰,需要透过蓝色钴玻璃片观察,火焰呈紫色。
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经典例题
)
【题型一】钠与非金属单质的反应
【典例分析】下列叙述错误的是
A.钠元素在自然界中只能以化合物的形式存在
B.钠燃烧时发出黄色火焰
C.钠在少量氧气中燃烧生成Na2O
D.钠在空气中燃烧可生成过氧化钠
【变式演练1】取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:①金属钠熔化②在空气中燃烧,放出紫色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色的固体物质,描述正确的是
A.①② B.①②③ C.①④ D.①④⑤
【变式演练2】等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是
A.第一块钠失去电子数多 B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大 D.两块钠的反应产物质量一样大
【变式演练3】金属钠露置在空气中,在其表面不可能生成的物质是
A.NaCl B.NaOH C.Na2CO3 D.Na2O
【题型二】钠与水及酸碱盐溶液的反应
【典例分析】将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体生成,又有白色沉淀产生的是(不考虑反应中热量的变化)①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和Ca(OH)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A.①②④ B.②③⑥ C.①④⑥ D.④⑤⑥
【变式演练1】下列说法正确的是
A.将一小块钠放入水中,钠将沉在水底
B.将一小块钠放在稀盐酸中,钠先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与HCl反应生成NaCl和H2O
C.将一小块钠放在氯化镁溶液中发生如下反应:2Na+Mg2+=2Na++Mg
D.钠可用于冶炼金属
【变式演练2】(23-24高一上·湖南长沙·期末)根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的现象,下列有关说法错误的是
A.钠熔化成闪亮的小球,说明钠的熔点低且反应放热
B.反应后溶液的颜色逐渐变红,说明反应生成了碱
C.该反应中每1mol的Na得到1mol的电子
D.当火灾现场存放有大量金属钠时不能用水来灭火
【变式演练3】将一小块钠投入下列溶液时,既能产生气体又会出现白色沉淀的是
A.稀盐酸 B.Cu(NO3)2溶液 C.NaCl溶液 D.MgSO4溶液
【题型三】氧化钠和过氧化钠的性质
【典例分析】Na2O2和Na2O是金属钠的两种氧化物,下列有关说法正确的是
A.Na2O2和Na2O均能与水反应,且产物完全相同
B.Na2O2和Na2O均能与盐酸反应
C.等量的Na2O2和Na2O中,钠离子数目之比为2∶1
D.Na2O2和Na2O都可以作为呼吸面具中的供氧剂
【变式演练1】某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,下列说法不正确的是
A.②中的与水反应产生了
B.③中溶液变红,说明生成了NaOH
C.④中红色褪去可能是由于生成了造成的
D.作催化剂并降低了水中溶解的氧气的溶解度
【变式演练2】(22-23高一上·河北石家庄·期中)对于反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,下列说法正确的是
A.Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.该反应中电子转移的数目为4e-
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.每有44gCO2与足量Na2O2反应,则固体增重56g
【变式演练3】(23-24高一上·江西·期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是
A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,转移的电子数相同
B.Na2O2分别与H2O、CO2、稀硫酸的反应中,Na2O2都是既作氧化剂又做还原剂
C.Na2O和Na2O2中的阴、阳离子个数之比均为1:2
D.Na2O和Na2O2都能与酸反应生成盐和水,所以都是碱性氧化物
【题型四】碳酸钠和碳酸氢钠的性质
【典例分析】下列有关NaHCO3、Na2CO3的性质比较中,正确的是
A.热稳定性Na2CO3<NaHCO3
B.常温时水溶性Na2CO3< NaHCO3
C.可用BaCl2溶液区分NaHCO3固体和Na2CO3固体
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,NaHCO3放出的CO2多
【变式演练1】(23-24高一上·山西大同·月考)某兴趣小组设计了如图所示实验来验证热稳定性:碳酸钠>碳酸氢钠。忽略空气中的对澄清石灰水的影响,下列说法错误的是
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.甲为Na2CO3,乙为NaHCO3
C.要证明碳酸钠或碳酸氢钠受热能产生水,可在两支试管内均放置含有无水硫酸铜粉末的棉花
D.整个实验过程中烧杯中的澄清石灰水不变浑浊
【变式演练2】(23-24高一上·广东深圳·期中)侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的。实验室模拟侯氏制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.由固体制备纯碱的操作在坩埚中进行
B.该反应利用了溶解度小的特点
C.向饱和食盐水中先通入后通入氨气
D.检验固体中是否混有可用稀硝酸、溶液
【变式演练3】(23-24高一上·四川成都·期中)和广泛地应用于生产和生活中。下列有关和的说法中正确的是
A.不可以用澄清石灰水来鉴别溶液和溶液
B.固体中含少量杂质,可通过加热的方法除去
C.分别向、固体滴加几滴水,前者结块变成晶体,并伴随放热现象
D.向等浓度的和溶液中滴加等体积的酚酞溶液,溶液的红色较深
【题型五】焰色试验
【典例分析】(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中焰色试验知识相关。下列说法中不正确的是
A.焰色试验是化学变化,利用的是元素的性质
B.利用焰色试验不可区分与固体
C.焰色反应一般用铂丝,细铁丝蘸取药品做相关实验
D.更换样品时,需用盐酸洗涤铂丝,然后在酒精灯上灼烧至几乎无色才能蘸取新样品
【变式演练1】下列物质在焰色试验中,火焰呈黄色的是
A. B.KOH C. D.
【变式演练2】(23-24高一上·江西南昌·期末)2023年国庆节,南昌以天空为幕,以烟花为笔,举办了一场盛大的“风景这边独好”国庆烟花晚会。璀敁的焰火点亮了南昌的夜空,惊艳了无数国人。这与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化 B.利用焰色试验可区分与固体
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察 D.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝
【变式演练3】(23-24高一上·四川雅安·月考)下列有关焰色反应的叙述,正确的是
①钾的焰色反应,火焰的颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先把铂丝洗净,然后在外焰上灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取被检验的物质
③每次实验后,要用稀硫酸把铂丝洗净
④实验时最好选择本身颜色较微弱的火焰
⑤没有铂丝也可用光洁无锈的铁丝代替
⑥焰色反应是化学变化
A.仅②③不正确 B.仅③⑥不正确 C.仅⑥不正确 D.全对
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0
5
强化提升
)
一、选择题
1.下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.Na2O与Na2O2颜色相同
B.均可与CO2、H2O反应产生氧气
C.所含氧元素的化合价均为-2
D.阴阳离子的个数比均为1:2
2.每做一次焰色反应实验,都要用一种试剂洗净铂丝,这种试剂是( )
A.Na2CO3溶液 B.NaOH溶液 C.硫酸 D.盐酸
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的说法中,错误的是( )
A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
B.相同温度下,在水中的溶解度Na2CO3>NaHCO3
C.相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量盐酸反应,放出CO2质量:Na2CO3>NaHCO3
D.Na2CO3 和NaHCO3均可与澄清石灰水反应
4.“神舟”号载人航天器中,宇航员所在的返回舱都是密封的,宇航员吸入氧气,呼出二氧化碳,如果二氧化碳浓度过大,会使宇航员困乏,呼吸频率加快,严重的会窒息,为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例,可以在返回舱内放入( )
A.过氧化钠 B.碳酸钠 C.氢氧化钠 D.氧气瓶
5.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是 ( )
A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通入澄清的石灰水中
B.分别在这两种物质的溶液中,加入CaCl2溶液
C.分别在这两种固体中,加入同浓度的稀盐酸
D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
6.根据你对金属钠性质的了解,下列叙述中,正确的是( )
①钠是银白色金属,硬度很大
②金属钠的熔点很高
③金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
④加热时,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
⑤金属钠在氯气中燃烧,产生白色烟雾
⑥金属钠放置在空气中,最终变成碳酸氢钠
⑦当金属钠与硫酸铜溶液反应时,有大量蓝色沉淀出现
A.①②③④ B.⑤⑥⑦ C.④⑤⑦ D.④⑦
7.钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是( )
A.钠的熔点较低 B.钠的密度小于水
C.钠的硬度较小 D.钠的还原性强
8.1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3 B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3 D.Na2O2 NaOH Na2CO3
9.某同学想检验碳酸钠溶液中是否存在碳酸钾,操作如下:把熔嵌在玻璃棒上的铜丝放在酒精灯外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同时为止。然后蘸取该溶液,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。发现火焰呈现黄色,证明溶液不含碳酸钾,实验结束后用硝酸洗净,放回原处。实验中存在的错误有几处?
A.1 B.2 C.3 D.4
10.Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂,下列关于的叙述正确的是
A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为
B.Na2O2分别与H2O、CO2反应,产生相同质量的O2时,消耗H2O和CO2的分子数目相等
C.在Na2O2与反应过程中,只作氧化剂
D.在与反应过程中每生成1个O2,转移4个电子
11.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物,下列分析不正确的是
A.反应①、②、⑤、⑥均属于氧化还原反应
B.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
C.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3
D.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
12.下列叙述正确的是( )
① 与 都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
② 与 发生化合反应生成 , 与 发生置换反应生成
③ 是淡黄色物质, 是白色物质
④ 可作供氧剂,而 不可
⑤ 和 的焰色均为黄色
A.全部 B.②③④⑤ C.②③⑤ D.④⑤
13.下列关于过氧化钠的说法中,不正确的是( )
A.化学式为 B.白色固体
C.能与反应 D.能与反应
14.关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是
A.钠是银白色金属,质软,熔点相对较低,密度比水小
B.Na2O2与CO2反应,作还原剂
C.Na2O和Na2O2都能由金属钠和氧气化合生成,但Na2O和Na2O2中O的价态不同
D.Na2O与Na2O2中阳、阴离子的个数比均为2:1
15.如表中,对陈述I、II的正确性及两者间是否具有因果关系的判断错误的是
选项
陈述I
陈述II
判断
A
是淡黄色固体
可作潜水艇的供氧剂
I对;II对;无关系
B
具有强还原性
可以置换出溶液中的
I对;II对;有关系
C
小苏打用于治疗胃酸过多
可以与盐酸反应
I对;II对;有关系
D
是碱性氧化物
可以与硝酸反应
I对;II对;有关系
A.A B.B C.C D.D
16.下列关于钠及其化合物的叙述,正确的是
A.Na2O与Na2O2都能和H2O、CO2反应,它们都是化合反应
B.向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,溶液最终变红
C.向酚酞溶液中加入Na2O粉末,溶液最终变红
D.金属Na在空气中燃烧,发出黄色火焰,产物是Na2O
17.如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置中盛放稀盐酸的仪器名称是 。
(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的 。
(3)C装置为O2的发生装置,反应的化学方程式为 、 。
(4)D装置可除去C装置中未反应的少量气体,反应的离子方程式为 。
18.下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.、均为淡黄色固体
B.将Na、投入水中,会生成同种气体
C.Na、、久置在空气中均会因发生氧化还原反应而变质
D.将Na、固体分别投入滴加了紫色石蕊试液的水中,均可以得到蓝色溶液
19.下列有关的说法不正确的是
A.比稳定
B.焰色试验显黄色
C.的俗名为纯碱
D.是发酵粉的主要成分之一
20.以下说法正确的是( )
①钠是一种很强的还原剂钠可以把锆、铌等金属从它们的化合物的水溶液中置换出来
②过氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠中阴阳离子个数比为1:1
③分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,需要水和CO2的质量相等
④将足量的、分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色
⑤分别与水及CO2反应产生等量氧气时,转移电子的数目相等
⑥与水反应,既是氧化剂,又是还原剂
A.③④ B.⑤③ C.③⑥ D.⑤⑥
21.关于Na2O2的下列叙述中不正确的是( )
A.Na2O2属于碱性氧化物
B.Na2O2可由Na在空气中燃烧得到
C.Na2O2中阴阳离子个数比为1:2
D.Na2O2可在呼吸面具作为氧气的来源
22.将一块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可观察到下列现象,其中正确的有( )
①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面②钠立即与水反应,并有气体产生③反应后溶液变红④钠熔成闪亮的小球⑤小球在水面上四处游动⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④ B.②③④⑤ C.②④⑤⑥ D.③④⑥
23.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
24.英国化学家汉弗里·戴维在十九世纪初通过电解的方式获得金属钠的单质,下列有关金属钠的性质描述,错误的是( )
A.金属钠性质活泼,一般保存在煤油中
B.Na的金属性强,可从硫酸铜溶液中置换出铜
C.金属钠可用刀切割,说明其硬度较小
D.使用后多余的金属钠应放回试剂瓶中
25.下列有关钠及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.小苏打显碱性,可用于中和胃酸
B.Na能与水反应,可用于高压钠灯
C.氢氧化钠具有强碱性,可用作干燥剂
D.钠单质熔点较低,可用于冶炼金属钛
26.下列各组中的两物质相互反应时,若改变反应条件(温度、反应物用量比),化学反应的本质并不改变的是( )
A.Na和O2 B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2 D.木炭(C)和O2
27.节日里的焰火美不胜收。下列物质的焰色试验中火焰呈绿色的是( )
A. B. C. D.
28.侯氏制碱法的工业流程如图:
下列说法不正确的是( )
A.“沉淀池”的饱和食盐水中先通入足量CO2,再通入NH3
B.从“母液”中可获得副产品NH4Cl
C.循环利用的物质X是CO2
D.用AgNO3溶液和稀硝酸检验Na2CO3中是否含有NaCl
29.下列有关钠及其化合物的说法正确的是( )
A.电解饱和食盐水可制取金属钠
B.Na与反应的产物与反应条件有关
C.与水反应生成NaOH与
D.Na可以从稀溶液中置换出Cu
二、非选择题
30.过氧化钠作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂研究。请用下图中的实验装置,选用适当的化学试剂和实验用品进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置。B中加入的试剂,下列合理的是___________(填序号)。
A.NaOH溶液 B.饱和食盐水
C.Na2CO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液
(2)C中加入的试剂是 (填化学式),其中发生的化学反应有 。
(3)D中加入的试剂是 ,其目的是 。
31.根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题:
(1)关于钠的叙述中,正确的是___________。
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠露置于空气中,最终变为NaHCO3粉末
D.金属钠的熔点很高
(2)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现白色沉淀的是___________。
A.稀硫酸 B.硫酸铜溶液
C.氢氧化钠稀溶液 D.氯化镁溶液
(3)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几小块钠,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一会儿后加热铜丝。
①金属钠的变化:与水剧烈反应,在水和煤油的交界处上下浮动并逐渐变小。写出反应的离子方程式 。
②U形管中溶液的颜色变化: ,说明有 生成。
③铜丝的变化: ,说明钠和水反应有H2生成。
④若a g钠与b mL水完全反应,则所得溶液中溶质的质量分数是 。
32.某金属单质A及其化合物间的转化关系如下图(某些产物和反应条件已略去),其中C为淡黄色的固体,D的水溶液加酚酞显红色,请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 (填字母)。
a.A、B均可和反应生成D和氢气 b.C可用作供氧剂
c.A到B和B到C的反应均为化合反应 d.D中加入紫色石蕊显红色
(2)写出A直接转化为C的化学反应方程式 ,并用单线桥法标明电子转移方向 ;写出A直接转化为D的离子反应方程式 ,并用双线桥法标明电子转移方向 。
(3)各取1molA、B、C、D分别放在1L水中,充分反应后形成的水溶液溶质的物质的量浓度从大到小依次为 。(用字母ABCD表示)
(4)已知C易与空气中的二氧化碳和水蒸气反应,若用A和空气制备纯度较高的C(不考虑空气中的),可利用的装置如下。
若规定气流的方向为从左到右,且上述仪器每种最多使用一次,则各仪器的连接顺序从左到右依次是:空气→ (按导管口字母顺序填写)。
33.Ⅰ.下图为一个五圆环,每个环中的物质依次为FeCl3、NaCl、Na2O2、 CO2、I2,图中相连的两种物质可归属为同一类,用①、②、③、④表示相交部分,请回答下列问题:
(1)关于上述相交部分的说法不正确的是_______(填序号)。
A. ①表示盐类
B. ②表示钠的化合物
C. ③表示氧化物
D. ④表示非电解质
(2)上述五种物质中,有两种物质可以发生氧化还原反应,其化学方程式为________。
(3)用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入1 mol/L某物质M的溶液,继续煮沸得到红褐色透明液体。
①物质M的化学式为________。
②检验该红褐色透明液体是胶体的方法为________。
Ⅱ.写出下列除杂的离子方程式,括号内的物质为杂质。
(4)FeCl2(FeCl3):________。
(5)CO2(HCl):________。
(6)NaHCO3溶液(Na2CO3):________。
Ⅲ.某实验小组利用下图装置探究Na2O2与CO2的反应,请回答下列问题:
(7)根据实验目的,B处所盛放的试剂为________,其作用为________。
(8)装置C中观察到的现象是________,反应的化学方程式是________。
(9)装置D的作用是吸收未反应的CO2便于O2的检验,吸收CO2的离子方程式是________。
34.I.物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为 钠及其化合物的“价-类 ”二维图,请回答下列问题:
(1)淡黄色固体②与水反应的化学方程式为 。
(2)NaH投入H2O中,发生反应的化学方程式为 。
(3)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,在生产和生活中有若广泛的应用,
图I、Ⅱ中 能更好说明二者的稳定性。Ⅱ中受热处发生反应的化学方程式为 。
(4)下列关于和的说法不正确的是 。
A.相同条件下的溶解度;
B.可以用澄清石灰水区别溶液和溶液
C.可以用加热的方法除去固体中的杂质
D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,放出的气体多
E.溶液和溶液均显碱性
(5)“检验”制备的试剂级碳酸钠纯度,设计如下实验方案:取m g产品,将其投入到过量的稀硫酸中,将产生的气体通入到足量的澄清石灰水中,经过滤、洗涤、干燥,得到wg固体,则产品中的质量分数为 (用含w、m的式子表示)。
35.研究物质时会涉及物质的组成、分类、性质和用途等方面。回答下列问题:
(1)属于 (填物质的类别),其中阳离子的结构示意图为 ,检验其组成中所含阳离子的方法是 。
(2)将包有少量 色固体的棉花放入坩埚,用滴管向棉花上滴几滴水,棉花立刻燃烧起来。由该实验你能得出的结论是 。
(3)在潜水艇和消防员的呼吸面具中,所发生反应的化学方程式为 ,从氧化剂和还原剂的角度分析,在这个反应中的作用是 。
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化学必修一第二章 海水中重要的元素—氯和钠
2.1 钠及其化合物
(
01
学习目标
)
1.根据钠的保存取用以及钠与水反应的现象,认识钠的物理性质。
2.根据钠的原子结构特点及氧化还原反应原理,结合有关实验,理解钠的化学性质。
3.依据钠的性质,了解其在生产中的应用。根据碱性氧化的通性,理解氧化钠的化学性质。
4.通过实验探究,结合氧化还原反应原理,认识过氧化钠的化学性质。
5.通过实验探究,结合盐的通性认识碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质。
6.学会用焰色试验鉴别K+、Na+等离子。
(
0
2
思维导图
)
(
0
3
基础知识
)
☀知识点一 钠的性质
1.原子结构与性质的关系
钠原子的结构示意图为,在化学反应中很容易失去1个电子生成钠离子,表现出很强的还原性。
2.钠的物理性质及与氧气的反应
(1)物理性质
(2)钠与氧气反应
条件
常温
加热
实验
步骤
实验
现象
新切开的钠具有银白色的金属光泽,在空气中很快变暗
钠先熔化成闪亮的小球,然后剧烈燃烧,火焰呈黄色,生成淡黄色固体
结论
①钠具有银白色的金属光泽,硬度小,熔点低,密度大于煤油
②钠与氧气的反应(写出反应的化学方程式)[来源:Zxxk.Com][来源:学科网]
常温下:__4Na+O2===2Na2O;加热时:2Na+O2Na2O2。
③稳定性:Na2O2>Na2O。
(3)钠与非金属单质反应
Cl2
2Na+Cl22NaCl (产生黄色火焰,生成白烟)
S
2Na+S=Na2S (研磨时容易爆炸)
H2
2Na+H22NaH(金属氢化物中,氢为-1价)
【知识拓展】钠露置在空气中的变化
(1)金属钠长期露置于空气中最终完全转变为Na2CO3粉末,此过程中的主要变化与现象有:
(2)发生的主要变化的化学方程式
①4Na+O2=2Na2O;
②Na2O+H2O=2NaOH;
④2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,Na2CO3+10H2O=Na2CO3·10H2O;
⑤Na2CO3·10H2O=Na2CO3+10H2O。
3. 金属钠与水的反应及其保存方法
(1)钠与水的反应
①实验步骤
②实验现象及原因
实验现象
现象分析
钠浮在水面上
钠的密度比水小
钠熔化成闪亮的小球
钠的熔点低,反应放出热量
小球在水面上四处游动,最后完全消失
反应产生的气体推动小球运动
与水反应发出嘶嘶响声
钠与水反应产生气体
反应后溶液变为红色
反应生成碱性物质
③实验结论
常温下,钠与水剧烈反应,生成NaOH和H2。
反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
(2)钠的保存方法
钠应密闭保存隔绝空气,实验室中,少量的钠保存在煤油或石蜡油中。
(3)若实验过程中钠不慎失火,注意不能用水灭火,而应该用干燥的沙土(SiO2)来灭火,因为钠与水剧烈反应且生成氢气,会放出大量的热,甚至能引起氢气燃烧
(4)钠与酸、碱、盐溶液反应的实质:
物质类别
反应分析
酸
①钠与酸反应时先与酸中的H+反应,如2Na+2HCl===2NaCl+H2↑
②如果钠过量,钠把酸消耗尽之后,再与水反应
碱
钠与碱溶液反应其实质是钠与水的反应
盐
钠与盐溶液反应时先与水反应,如果盐能与NaOH反应,则会发生复分解反应,如Na与FeCl3溶液的反应
【注意】①钠与水、酸反应的本质与顺序:本质上均是与H+的反应,反应顺序是:有酸酸在前,无酸水为先。
②与盐溶液的反应:6Na+6H2O+2FeCl3=6NaCl+2Fe(OH)3↓+3H2↑。
钠与盐溶液反应时一般先考虑与水反应,生成的NaOH与盐可能发生复分解反应。
③与某些有机物反应:
2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑; 2C6H5OH+2Na→2C6H5ONa+H2↑;
4. 钠的用途
①冶炼某些金属,钠用于钛、锆、铌、钽等金属氯化物中置换出金属单质;
例如: TiCl4+4Na Ti+4NaCl
②钠钾合金(液态)可用于原子反应堆的导热剂;
③用作电光源,制作高压钠灯。
☀知识点二 氧化钠和过氧化钠
1.性质比较
氧化钠(Na2O)
过氧化钠(Na2O2)
颜色状态
白色固体
淡黄色固体
电子式
Na+]2-Na+
Na+]2-Na+
阴、阳离子个数比
1∶2
1∶2
化学键类型
只有离子键
既有离子键又有共价键
所属类别
碱性氧化物
过氧化物
生成条件
钠常温下缓慢氧化
钠燃烧或加热
热稳定性
不稳定,易转化为Na2O2
较稳定
与H2O反应
Na2O+H2O==2NaOH
2Na2O2+2H2O==4NaOH+O2↑
与CO2反应
Na2O+CO2==Na2CO3
2Na2O2+2CO2==2Na2CO3+O2
与盐酸反应
Na2O+2HCl==NaCl+H2O
2Na2O2+4HCl==4NaCl+O2↑+2H2O
稳定性
不稳定
较稳定
主要用途
可制烧碱
漂白剂、消毒剂、供氧剂
【易错提醒】
①Na2O是碱性氧化物,Na2O2是非碱性氧化物;
②Na2O2中阴离子是O,阴、阳离子个数比是1∶2而不是1∶1;
③Na2O2与其他物质反应时不一定都产生O2,如:Na2O2+SO2===Na2SO4
2.Na2O2的增重问题
(1)若题目只给出CO2或H2O的质量,可通过CO2或H2O的质量,求出CO或H2的质量,则固体增重就是CO或H2的质量。
(2)若m g的H2与CO的混合气体或单一气体,在O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重也必是m g。
(3)m g符合通式为(CO)x(H2)y的物质,在O2中充分燃烧后,将其产物通过足量的Na2O2固体,反应完毕,固体增重也必是m g。如甲醛(CH2O)、甲醇(CH4O)、乙酸(C2H4O2)、葡萄糖(C6H12O6)等。
3. Na2O2使酚酞先变红后褪色的原因
将Na2O2投入滴有酚酞的水中,Na2O2与水反应生成NaOH,使酚酞先变红;同时,Na2O2与水反应过程中,还生成了不是很稳定的中间产物H2O2,具有漂白性,使变色后的酚酞氧化褪色。
4.Na2O2与H2O、CO2反应的先后顺序
2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑;CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;总反应式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2。所以一定量的Na2O2与一定量CO2和H2O(g)混合物的反应,可视为Na2O2先与CO2反应,待CO2反应完全后,Na2O2再与H2O(g)发生反应。
5. Na2O2中氧元素为-1价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性
①主要表现较强的氧化性,如Na2O2与SO2反应:Na2O2+SO2=Na2SO4,可使品红溶液褪色。
②有时表现还原性,如过氧化钠使酸性高锰酸钾溶液褪色:5Na2O2+2KMnO4+8H2SO4=5Na2SO4+K2SO4+5O2↑+2MnSO4+8H2O。
☀知识点三 碳酸钠和碳酸氢钠
1.碳酸钠、碳酸氢钠的水溶性及酸碱性的实验探究
操作
Na2CO3
NaHCO3
(1)观察外观并进行描述
白色粉末
细小的白色晶体
(2)向以上两支试管中分别滴入几滴水,振荡,观察现象;将温度计分别插入其中,温度计的示数有何变化
粉末结块变成晶体;放热,温度计的示数明显升高
晶体部分溶解;吸热,温度计的示数降低
(3)继续向(2)的试管中分别加入5 mL水,用力振荡,有何现象
完全溶解
部分溶解
(4)分别向(3)所得的溶液中滴入1~2滴酚酞溶液,有何现象
溶液变红色
溶液变微红色
初步结论
加水先变成含结晶水的晶体
(Na2CO3·xH2O),溶液碱性比NaHCO3强
加水部分溶解,溶液碱性比Na2CO3弱
2.碳酸钠、碳酸氢钠的热稳定性
实验操作
实验现象
实验结论
澄清石灰水不变浑浊
Na2CO3很稳定,受热不易发生分解
澄清石灰水变浑浊
NaHCO3不稳定,受热分解;
化学方程式:2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
3.碳酸钠、碳酸氢钠与酸、碱、盐的反应
(1)碳酸钠和碳酸氢钠与等浓度HCl反应的规律
放出CO2快慢
NaHCO3>Na2CO3
混合物反应先后顺序
因CO32-结合H+更容易,所以Na2CO3先反应生成NaHCO3,然后NaHCO3与H+再反应
与足量盐酸反应耗酸量
等质量的Na2CO3和NaHCO3,前者耗酸量多;
等物质的量的Na2CO3和NaHCO3,前者耗酸量多。
与足量盐酸反应生成CO2的量
等质量的Na2CO3和NaHCO3,后者生成CO2量多;
等物质的量的Na2CO3和NaHCO3,两者生成CO2量一样多。
(2)碳酸钠和碳酸氢钠与NaOH溶液的反应:
①碳酸钠:不反应;
②碳酸氢钠:NaHCO3+NaOH=== Na2CO3+H2O。
(3)碳酸钠和碳酸氢钠与盐的反应
①碳酸钠:Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl
②碳酸氢钠:NaHCO3+NaHSO4===Na2SO4+CO2↑+H2O。
4. 碳酸钠和碳酸氢钠性质比较
物质
比较项目
Na2CO3
NaHCO3
俗名
纯碱、苏打
小苏打
色与态
白色粉末
细小白色晶体
水溶性
都易溶于水,Na2CO3的溶解度大于NaHCO3的溶解度
溶液的碱性
显碱性(较强)
显碱性(较弱)
热稳定性
稳定、受热不易分解
不稳定受热分解
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
与酸反应
Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2O+CO2↑
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
相同条件下NaHCO3比Na2CO3反应放出气体剧烈
与NaOH反应
不反应
NaHCO3+NaOH===Na2CO3+H2O
与Ca(OH)2反应
Na2CO3+Ca(OH)2===CaCO3↓+2NaOH
与Ca(OH)2反应存在少量过量问题
与BaCl2反应
Na2CO3+BaCl2===BaCO3↓+2NaCl
不反应
与CO2及H2O
Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3
不反应
相互转化
用途
玻璃、肥皂、合成洗涤剂、造纸、纺织、石油、冶金等工业
发酵粉的主要成分之一、灭火器、治疗胃酸过多
【易错提醒】大部分的碳酸氢盐易溶于水,如Ca(HCO3)2,即碳酸氢盐比相应的碳酸盐易溶,但NaHCO3的溶解度比Na2CO3小。
5.Na2CO3、NaHCO3的鉴别
(1)固体的鉴别
①加热法:产生使澄清石灰水变浑浊的气体的是NaHCO3固体。
②气体法:滴入稀盐酸,产生气泡速率快的是NaHCO3固体。
(2)溶液的鉴别
①沉淀法:加入BaCl2溶液或CaCl2溶液,产生沉淀的是Na2CO3溶液。
②测pH法:用pH试纸测相同浓度的稀溶液,pH大的是Na2CO3溶液。
【技巧与方法】鉴别Na2CO3和NaHCO3的易错点
①Na2CO3和盐酸可以用互滴法鉴别,但NaHCO3和盐酸不可以用互滴法鉴别。
②鉴别Na2CO3和NaHCO3时,不能用NaOH溶液(虽然前者不反应后者反应,均无明显现象),也不能用澄清的石灰水或Ba(OH)2溶色液,均产生白色沉淀。
6.Na2CO3和NaHCO3的检验
(1)步骤
①向溶液中加入足量的BaCl2溶液或CaCl2溶液,过滤
②分别向沉淀和滤液中加入足量的稀盐酸
③将产生的气体依次通过品红溶液和澄清石灰水
(2)现象及结论:品红溶液不褪色,澄清石灰水变浑浊
①沉淀上产生该现象:原溶液中含有Na2CO3
②滤液中产生该现象:原溶液中含有NaHCO3
③同时产生该现象:原溶液中含有Na2CO3和NaHCO3
☀知识点四 侯氏制碱法
原料
NH3、CO2、饱和食盐水
原理
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出。
NH3+CO2+H2O=NH4HCO3、NH4HCO3+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
总反应为:NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
生产流程
【易错点拨】不能先通入CO2、再通入NH3至饱和。
☀知识点五 焰色试验
1.定义
很多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特殊的颜色。
2.操作
3.几种金属的焰色
金属元素
锂
钠
钾
铷
钙
锶
钡
铜
焰色
紫红色
黄色
紫色
紫色
砖红色
洋红色
黄绿色
绿色
4.应用。节日燃放的五彩缤纷的烟花,就是锂、钠、钾、锶、钡等金属的化合物所呈现的各种艳丽色彩。
【易错提醒】焰色试验的注意要点
①焰色试验是物理变化而不是化学变化。焰色试验与气体物质燃烧时产生的各色火焰有本质的区别。焰色试验是金属的原子或离子的外围电子被激发跃迁而产生各种焰色光的过程,为物理变化。
②焰色试验是金属元素的性质,不是物质的性质。焰色试验产生的火焰颜色与元素的存在状态无关,如灼烧钠的化合物和单质时,火焰颜色均为黄色。
③并不是所有的金属元素都能发生焰色反应,如Fe。
④在中学化学实验中要求掌握钠、钾的焰色反应,对于K+的火焰颜色必须透过蓝色钴玻璃进行观察,目的是滤去黄色的光,避免少量的钠元素对鉴别钾元素的干扰。
【知识拓展】钾盐的焰色试验需要通过蓝色钴玻璃的原因
①K+、Na+实现完全分离较难,分离成本高,且使用时在大多数情况下没必要完全分离。因此钾盐中有少量钠盐。
②酒精灯的火焰颜色由于受仪器材质影响,会呈现黄色火焰。
③自然界的白色光是由各种频率(颜色)的光混合而成的。人眼对于波长为550 nm的光最敏感,对应是黄绿光波的频率。因此少量钠盐的黄色火焰就能对钾元素的焰色观察造成干扰。蓝色钴玻璃能透射蓝紫光,而吸收橙黄光。
因此,进行K元素的焰色试验时,为了滤去黄色的光,避免碳酸钾中所含的微量钠盐造成干扰,需要透过蓝色钴玻璃片观察,火焰呈紫色。
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0
4
经典例题
)
【题型一】钠与非金属单质的反应
【典例分析】下列叙述错误的是
A.钠元素在自然界中只能以化合物的形式存在
B.钠燃烧时发出黄色火焰
C.钠在少量氧气中燃烧生成Na2O
D.钠在空气中燃烧可生成过氧化钠
【答案】C
【详解】钠在氧气中燃烧生成Na2O2,与氧气的量无关。
【变式演练1】取一块金属钠放在燃烧匙里加热,观察到下列实验现象:①金属钠熔化②在空气中燃烧,放出紫色火花③燃烧后得到白色固体④燃烧时火焰为黄色⑤燃烧后生成淡黄色的固体物质,描述正确的是
A.①② B.①②③ C.①④ D.①④⑤
【答案】D
【详解】钠在加热条件下与氧气发生反应时,由于钠的熔点较低,先熔化,与氧气在加热条件下反应生成淡黄色过氧化钠固体,燃烧时火焰为黄色,说法正确的是①④⑤,故合理选项是D。
【变式演练2】等质量的两块钠,第一块在足量氧气中加热,第二块与足量氧气在常温下充分反应,则下列说法正确的是
A.第一块钠失去电子数多 B.两块钠失去电子数一样多
C.第二块钠的反应产物质量较大 D.两块钠的反应产物质量一样大
【答案】B
【详解】根据电荷守恒,不论燃烧还是在常温下,最终都是→,故二者失去的电子数一样多;但燃烧时生成Na2O2,而常温时生成Na2O,故第一块钠反应产物质量大。
【变式演练3】金属钠露置在空气中,在其表面不可能生成的物质是
A.NaCl B.NaOH C.Na2CO3 D.Na2O
【答案】A
【详解】钠的性质活泼,易与空气中氧气反应生成氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧化钠吸收空气中水蒸气和二氧化碳生成碳酸钠晶体(Na2CO3∙xH2O),晶体风化失水生成碳酸钠,所以该过程中不可能有氯化钠生成;
故选A。
【题型二】钠与水及酸碱盐溶液的反应
【典例分析】将金属钠投入盛有下列溶液的小烧杯中,既有气体生成,又有白色沉淀产生的是(不考虑反应中热量的变化)①MgSO4溶液 ②NaCl溶液 ③Na2SO4溶液 ④饱和Ca(OH)2溶液 ⑤CuSO4溶液 ⑥饱和NaCl溶液
A.①②④ B.②③⑥ C.①④⑥ D.④⑤⑥
【答案】C
【详解】将钠投入碱或盐的溶液中先发生反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑。①中再发生反应:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓;④中由于水减少,则有Ca(OH)2析出;⑤中生成蓝色的Cu(OH)2沉淀,不符合题目要求;⑥中由于水减少,则有NaCl析出。
【变式演练1】下列说法正确的是
A.将一小块钠放入水中,钠将沉在水底
B.将一小块钠放在稀盐酸中,钠先与水反应生成NaOH和H2,生成的NaOH再与HCl反应生成NaCl和H2O
C.将一小块钠放在氯化镁溶液中发生如下反应:2Na+Mg2+=2Na++Mg
D.钠可用于冶炼金属
【答案】D
【详解】A.钠的密度比水小,且与水反应放出H2,放入水中会浮在水面上,并不停地游动,A错误;
B.钠在酸溶液中优先与酸中的H+反应,B错误;
C.钠在盐溶液中优先与水反应,不能置换出金属,C错误;
D.金属钠可以从熔融盐中置换出钛、钽、铌、锆等金属,故D正确;
答案选D。
【变式演练2】(23-24高一上·湖南长沙·期末)根据金属钠与水(滴有酚酞)反应的现象,下列有关说法错误的是
A.钠熔化成闪亮的小球,说明钠的熔点低且反应放热
B.反应后溶液的颜色逐渐变红,说明反应生成了碱
C.该反应中每1mol的Na得到1mol的电子
D.当火灾现场存放有大量金属钠时不能用水来灭火
【答案】C
【详解】A.钠与水反应过程中,钠熔化成闪亮的小球,说明钠与水的反应放热,且钠的熔点低,A正确;
B.反应后滴加酚酞,溶液的颜色逐渐变红,说明溶液呈碱性,反应生成了碱,B正确;
C.该反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,Na元素由0价上升到+1价,每消耗1mol的钠失去1mol的电子,C错误;
D.因为钠与水剧烈反应,生成易燃气体H2,所以当火灾现场存放有大量金属钠时,不能用水来灭火,D正确;
故选C。
【变式演练3】将一小块钠投入下列溶液时,既能产生气体又会出现白色沉淀的是
A.稀盐酸 B.Cu(NO3)2溶液 C.NaCl溶液 D.MgSO4溶液
【答案】D
【分析】不论把钠放在什么溶液里,都会有氢气产生,因为钠可以和水反应,据此分析解题。
【详解】A.因钠与盐酸溶液反应,生成物为氯化钠和氢气,有气体产生,不会产生白色沉淀,故A错误;
B.因钠能与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生,氢氧化钠与硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,故B错误;
C.因钠与溶液中的水反应,生成物为氢氧化钠和氢气,有气体产生;但氢氧化钠不与氯化钠反应,故有气体产生,确无白色沉淀生成,故C错误;
D.因为钠的化学性质活泼,投入MgSO4溶液中后,钠首先与水反应生成氢氧化钠和氢气,然后氢氧化钠和硫酸镁之间反应生成氢氧镁白色沉淀,故D正确;
故选D。
【题型三】氧化钠和过氧化钠的性质
【典例分析】Na2O2和Na2O是金属钠的两种氧化物,下列有关说法正确的是
A.Na2O2和Na2O均能与水反应,且产物完全相同
B.Na2O2和Na2O均能与盐酸反应
C.等量的Na2O2和Na2O中,钠离子数目之比为2∶1
D.Na2O2和Na2O都可以作为呼吸面具中的供氧剂
【答案】B
【详解】A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,二者产物不同,故A错误;
B.Na2O2和Na2O均是金属氧化物,均能与盐酸反应,故B正确;
C.1个过氧化钠和1个氧化钠都含2个钠离子,则等量的Na2O2和Na2O中,钠离子数目之比为1:1,故C错误;
D.Na2O2能与水或二氧化碳反应产生氧气,但Na2O不能产生氧气,Na2O不可以作为呼吸面具中的供氧剂,故D错误;
故选:B。
【变式演练1】某实验小组通过如图所示实验,探究与水的反应,下列说法不正确的是
A.②中的与水反应产生了
B.③中溶液变红,说明生成了NaOH
C.④中红色褪去可能是由于生成了造成的
D.作催化剂并降低了水中溶解的氧气的溶解度
【答案】D
【详解】A.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,A正确;
B.过氧化钠与水反应生成了氢氧化钠,氢氧化钠是强碱,遇到酚酞,溶液变成红色,B正确;
C.过氧化钠与水反应可能生成了过氧化氢,过氧化氢具有强氧化性,能够使溶液褪色,C正确;
D.生成的过氧化氢在二氧化锰作催化剂时发生了分解,因此放出大量气泡,但是不能说明降低了水中溶解的氧气的溶解度,D错误;
故选D。
【变式演练2】(22-23高一上·河北石家庄·期中)对于反应:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,下列说法正确的是
A.Na2O2是氧化剂,CO2是还原剂
B.该反应中电子转移的数目为4e-
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂
D.每有44gCO2与足量Na2O2反应,则固体增重56g
【答案】C
【分析】由方程式可知,反应物有4个-1价的O原子,而生成物中没有-1价的氧原子,只有-2价和0价的氧原子,故这是一个氧元素有升有降的歧化反应。
【详解】A.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,故A错误,
B.没有已知反应物的物质的量,无法计算转移电子的数目,故B错误;
C.Na2O2既是氧化剂,又是还原剂,故C正确;
D.根据原子守恒,固体增重质量等于与参加二氧化碳物质的量相等的CO的质量,即1molCO的质量,增重28g,故D错误;
故选C。
【变式演练3】(23-24高一上·江西·期中)下列关于Na2O和Na2O2的叙述不正确的是
A.等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,转移的电子数相同
B.Na2O2分别与H2O、CO2、稀硫酸的反应中,Na2O2都是既作氧化剂又做还原剂
C.Na2O和Na2O2中的阴、阳离子个数之比均为1:2
D.Na2O和Na2O2都能与酸反应生成盐和水,所以都是碱性氧化物
【答案】D
【详解】A.Na2O2分别与足量H2O、CO2反应的化学方程式分别为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,根据反应方程式可知:每2 mol Na2O2发生上述2个反应,转移电子的物质的量都是2 mol,则等质量的Na2O2分别与足量H2O、CO2反应,转移的电子数相同,A正确;
B.Na2O2分别与足量H2O、CO2反应的化学方程式分别为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑、2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,其与稀硫酸反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2SO4=2Na2SO4+2H2O+O2↑,在上述三个反应中都是Na2O2中-1价的O部分升高变为O2的0价,部分降低变为化合物中的-2价,因此Na2O2都是既作氧化剂又做还原剂,B正确;
C.Na2O是离子化合物,由2个Na+和1个O2-构成,阴、阳离子个数之比为1:2;Na2O2是离子化合物,由2个Na+和1个构成,阴、阳离子个数之比也为1:2,C正确;
D.Na2O能与酸反应生成盐和水,所以Na2O属于碱性氧化物;但Na2O2与酸反应除生成盐和水,同时还反应产生O2,反应过程中元素化合价发生了改变,所以Na2O2不属于碱性氧化物,D错误;
故合理选项是D。
【题型四】碳酸钠和碳酸氢钠的性质
【典例分析】下列有关NaHCO3、Na2CO3的性质比较中,正确的是
A.热稳定性Na2CO3<NaHCO3
B.常温时水溶性Na2CO3< NaHCO3
C.可用BaCl2溶液区分NaHCO3固体和Na2CO3固体
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,NaHCO3放出的CO2多
【答案】C
【详解】A.热稳定性Na2CO3>NaHCO3,A错误;
B.常温时水溶性Na2CO3>NaHCO3,因为Na2CO3水解程度远远大于NaHCO3B错误;
C.BaCl2溶液滴入NaHCO3时,不会有沉淀产生,而一滴入Na2CO3,马上有沉淀BaCO3产生,可用BaCl2溶液区分NaHCO3固体和Na2CO3固体,说法正确,C正确;
D.等物质的量的NaHCO3和Na2CO3与足量稀盐酸反应,根据碳守恒两者放出的CO2是一样多的,D错误;
答案选C。
【提分秘籍】
基本规律
1.碳酸钠与碳酸氢钠的对比
名称
碳酸钠(Na2CO3)
碳酸氢钠(NaHCO3)
俗名
纯碱或苏打
小苏打
物理性质
色态
白色晶体
细小白色晶体
水溶性
易溶于水,溶液呈碱性
易溶于水(但比Na2CO3溶解度小),溶液呈碱性
化学性质
稳定性
稳定,但结晶碳酸钠(Na2CO3·10H2O)易风化
不稳定,受热易分解
与H+反应
CO32-+2H+ = H2O+CO2
HCO3-+H+ = H2O+CO2
与碱反应,如
Ca(OH)2
与OH-不反应,但Ca2++CO32-= CaCO3
Ca2++OH-+HCO3- = CaCO3+H2O(碱过量)
Ca2++2OH-+2HCO3-= CaCO3+CO32-+2H2O(碱不足)
与盐反应,如
CaCl2
Ca2++CO32-= CaCO3
不反应
主要用途
玻璃、造纸、制皂、洗涤
发酵、医药、灭火器
相互转化
①H2O+CO2;②少量盐酸
Na2CO3 NaHCO3
①固体加热;②NaOH溶液
2.碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别
依据
现象
热稳定性
加热固体质量减轻的是NaHCO3,无变化的是Na2CO3
与CaCl2(或BaCl2)溶液反应
有沉淀生成的是Na2CO3溶液,无变化的是NaHCO3溶液
固体与盐酸反应的剧烈程度
反应剧烈的是NaHCO3,相对缓慢的是Na2CO3
溶液中逐滴加入盐酸时的现象
逐滴加入盐酸时,立即产生气体的是NaHCO3,开始不产生气体,滴加一会才产生气体的是Na2CO3
【易错提醒】Na2CO3与NaHCO3都能与Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液反应生成白色沉淀,故不可用Ca(OH)2或Ba(OH)2溶液鉴别二者。
3.侯氏制碱法——制纯碱Na2CO3
往饱和食盐水中依次通入足量的NH3、CO2(氨碱法),利用NaHCO3的溶解性小于NH4HCO3的溶解性原理,使NaHCO3从溶液中析出。
NH3+CO2+H2O+NaCl(饱和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑
【变式演练1】(23-24高一上·山西大同·月考)某兴趣小组设计了如图所示实验来验证热稳定性:碳酸钠>碳酸氢钠。忽略空气中的对澄清石灰水的影响,下列说法错误的是
A.甲为小苏打,乙为纯碱
B.甲为Na2CO3,乙为NaHCO3
C.要证明碳酸钠或碳酸氢钠受热能产生水,可在两支试管内均放置含有无水硫酸铜粉末的棉花
D.整个实验过程中烧杯中的澄清石灰水不变浑浊
【答案】B
【分析】碳酸钠加热不分解,碳酸氢钠加热分解生成使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳气体,碳酸钠放入大试管温度高不分解,碳酸氢钠放入小试管温度低能分解,说明碳酸氢钠热稳定性差;
【详解】A.加热时内管的温度低于外管的温度,要证明碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠的热稳定性强,应将碳酸氢钠放置于内管中,故甲为碳酸氢钠(或小苏打),乙为碳酸钠(或纯碱),A正确;
B.由分析可知,甲为,乙为,B错误;
C.无水硫酸铜遇水变蓝,在试管内放置含有无水硫酸铜粉末的棉花,可以检验反应过程中是否有水生成,C正确;
D.碳酸钠很稳定,不易分解,没有二氧化碳气体生成,A烧杯中的澄清石灰水不变浑浊,D正确;
故选B。
【变式演练2】(23-24高一上·广东深圳·期中)侯氏制碱法又称联合制碱法,是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的。实验室模拟侯氏制碱法的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
A.由固体制备纯碱的操作在坩埚中进行
B.该反应利用了溶解度小的特点
C.向饱和食盐水中先通入后通入氨气
D.检验固体中是否混有可用稀硝酸、溶液
【答案】C
【分析】先向饱和食盐水中通入氨气,使溶液呈碱性,然后再通入足量的CO2,由于碳酸氢钠的溶解度较小,碳酸氢钠会析出,经加热分解得到纯碱,母液中含有NH4Cl等,经系列操作可以得到NH4Cl,据此回答。
【详解】A.加热灼烧固体应在坩埚中进行,A错误;
B.由以上分析可知,该反应利用了 NaHCO3溶解度小的特点,B正确;
C.先向饱和食盐水中通入氨气,使溶液呈碱性,然后再通入足量的CO2,C错误;
D.向含有NH4Cl的NaHCO3固体中加入稀硝酸,NaHCO3和硝酸反应生成二氧化碳,再加入硝酸银溶液,通过观察是否生成白色沉淀,检验NaHCO3 固体中是否混有NH4Cl,D正确;
故选C。
【变式演练3】(23-24高一上·四川成都·期中)和广泛地应用于生产和生活中。下列有关和的说法中正确的是
A.不可以用澄清石灰水来鉴别溶液和溶液
B.固体中含少量杂质,可通过加热的方法除去
C.分别向、固体滴加几滴水,前者结块变成晶体,并伴随放热现象
D.向等浓度的和溶液中滴加等体积的酚酞溶液,溶液的红色较深
【答案】A
【详解】A.Ca(OH)2与溶液和溶液均能生成CaCO3,不可以用澄清石灰水来鉴别溶液和溶液,故A正确;
B.固体受热会分解,其化学方程式为:,故B错误;
C.溶于水是吸热的,故C错误;
D.向等浓度的和溶液中滴加等体积的酚酞溶液,溶液的红色较深,故D错误;
故选A。
【题型五】焰色试验
【典例分析】(23-24高一上·辽宁沈阳·期末)焰火“脚印”“笑脸”“五环”,让北京奥运会开幕式更加辉煌、浪漫,这与高中化学中焰色试验知识相关。下列说法中不正确的是
A.焰色试验是化学变化,利用的是元素的性质
B.利用焰色试验不可区分与固体
C.焰色反应一般用铂丝,细铁丝蘸取药品做相关实验
D.更换样品时,需用盐酸洗涤铂丝,然后在酒精灯上灼烧至几乎无色才能蘸取新样品
【答案】A
【详解】A.焰色试验是物理变化,不是化学变化,故A错误;
B.NaCl与Na2CO3固体含钠元素,焰色试验均为黄色,所以焰色试验不能区分NaCl与Na2CO3固体,故B正确;
C.铂丝和铁丝在灼烧时没有颜色,作焰色反应实验时对其它金属元素的火焰的颜色没有干扰,所以焰色反应一般用铂丝、细铁丝蘸取药品做相关实验,故C正确;
D.焰色反应时用盐酸清洗铂丝,清洗的过程中生成的氯化物受热能挥发,则更换样品时,需用盐酸洗涤铂丝,然后在酒精灯上灼烧至几乎无色才能蘸取新样品,故D正确;
故选:A。
【变式演练1】下列物质在焰色试验中,火焰呈黄色的是
A. B.KOH C. D.
【答案】C
【详解】焰色试验是某些金属或它们的化合物在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应,含有钠元素的物质,焰色试验中火焰呈黄色,可知C符合题意。
【变式演练2】(23-24高一上·江西南昌·期末)2023年国庆节,南昌以天空为幕,以烟花为笔,举办了一场盛大的“风景这边独好”国庆烟花晚会。璀敁的焰火点亮了南昌的夜空,惊艳了无数国人。这与高中化学中“焰色试验”知识相关,下列说法中正确的是
A.焰色试验是化学变化 B.利用焰色试验可区分与固体
C.焰色试验均应透过蓝色钴玻璃观察 D.用稀盐酸清洗做焰色试验的铂丝
【答案】D
【详解】A.焰色试验是物质原子内部电子能级的改变,不涉及物质结构和化学性质的改变,是物理变化,A错误;
B.与的焰色都是黄色,不能通过焰色试验区分二者,B错误;
C.由于钾元素的焰色易被黄色的火焰覆盖遮挡,不易观察,则观察钾元素的焰色试验时应透过蓝色钴玻璃观察,C错误;
D.做完焰色试验之后会有杂质残留在铂丝上面,会干扰实验现象,用盐酸洗涤这些物质,形成对应的金属氯化物熔沸点较低,在火焰上烧的时候可以将这些物质分解挥发,无残留,不会干扰实验现象,D正确。
故选D。
【变式演练3】(23-24高一上·四川雅安·月考)下列有关焰色反应的叙述,正确的是
①钾的焰色反应,火焰的颜色要透过蓝色钴玻璃观察
②先把铂丝洗净,然后在外焰上灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取被检验的物质
③每次实验后,要用稀硫酸把铂丝洗净
④实验时最好选择本身颜色较微弱的火焰
⑤没有铂丝也可用光洁无锈的铁丝代替
⑥焰色反应是化学变化
A.仅②③不正确 B.仅③⑥不正确 C.仅⑥不正确 D.全对
【答案】C
【详解】①钠元素的黄光会干扰钾的紫色,观察钾元素紫色火焰时,要透过蓝色钴玻璃,①正确;
②铂丝不能粘有杂质,实验前必须做空白灼烧试验,②正确;
③更换检验对象时,需要用盐酸清洗铂丝表面残留物,将其转化为可挥发的氯化物,③正确;
④本身颜色越微弱的火焰,实验干扰越小,被检验物质的火焰颜色越明显,④正确;
⑤焰色反应除用铂丝外,还可以用光洁无锈的铁丝、镍丝、铬丝等,⑤正确;
⑥焰色反应是物理变化,⑥错误;
故选C。
(
0
5
强化提升
)
一、选择题
1.下列关于Na2O和Na2O2的叙述正确的是( )
A.Na2O与Na2O2颜色相同
B.均可与CO2、H2O反应产生氧气
C.所含氧元素的化合价均为-2
D.阴阳离子的个数比均为1:2
【答案】D
【解析】【解答】A.Na2O为白色,Na2O2为淡黄色固体,颜色不相同,故A不符合题意;
B.Na2O和Na2O2与CO2、H2O反应不能生成氧气,故B不符合题意;
C.Na2O2中氧元素的化合价均为-1,故C不符合题意;
D.Na2O2中含有 、 个数比为2:1,Na2O中含有 、 个数比为2:1,故D符合题意。
2.每做一次焰色反应实验,都要用一种试剂洗净铂丝,这种试剂是( )
A.Na2CO3溶液 B.NaOH溶液 C.硫酸 D.盐酸
【答案】D
【解析】【解答】A.Na2CO3溶液中含钠离子,钠元素的焰色反应会干扰其他元素焰色反应的检验,且Na2CO3溶液一般不能与残留物反应,故A不选;
B.NaOH溶液中含钠离子,钠元素的焰色反应会干扰其他元素焰色反应的检验,且NaOH溶液一般不能与残留物反应,故B不选;
C.用硫酸洗涤,反应生成沸点很高的硫酸盐,不容易除去,故C不选;
D.用盐酸洗涤,反应生成的氯化物加热灼烧容易除去,故D选;
3.下列有关Na2CO3和NaHCO3性质的说法中,错误的是( )
A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3
B.相同温度下,在水中的溶解度Na2CO3>NaHCO3
C.相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量盐酸反应,放出CO2质量:Na2CO3>NaHCO3
D.Na2CO3 和NaHCO3均可与澄清石灰水反应
【答案】C
【解析】【解答】A、碳酸氢钠受热易分解,则热稳定性:Na2CO3>NaHCO3,A不符合题意;
B、相同温度下,在水中的溶解度Na2CO3>NaHCO3,B不符合题意;
C、碳酸钠的相对分子质量大于碳酸氢钠,相同质量的Na2CO3和NaHCO3分别与过量盐酸反应,放出CO2质量:Na2CO3<NaHCO3,C符合题意;
D、Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应,生成物均有碳酸钙产生,D不符合题意,
4.“神舟”号载人航天器中,宇航员所在的返回舱都是密封的,宇航员吸入氧气,呼出二氧化碳,如果二氧化碳浓度过大,会使宇航员困乏,呼吸频率加快,严重的会窒息,为使二氧化碳浓度降低而保持舱内氧气的适当比例,可以在返回舱内放入( )
A.过氧化钠 B.碳酸钠 C.氢氧化钠 D.氧气瓶
【答案】A
【解析】【解答】氢氧化钠和碳酸钠不能和二氧化碳反应生成氧气,高压氧气瓶不能使二氧化碳浓度较低,而过氧化钠可与二氧化碳反应生成碳酸钠氧气,产生氧气的同时能消除呼吸过程中产生的二氧化碳,可降低二氧化碳浓度,一举两得,故A符合题意。
5.不能用来鉴别Na2CO3和NaHCO3两种白色固体的实验操作是 ( )
A.分别加热这两种固体物质,并将生成的气体通入澄清的石灰水中
B.分别在这两种物质的溶液中,加入CaCl2溶液
C.分别在这两种固体中,加入同浓度的稀盐酸
D.分别在这两种物质的溶液中,加入少量澄清的石灰水
【答案】D
【解析】【解答】A.Na2CO3受热不分解,而NaHCO3受热分解生成的气体通入澄清的石灰水中能使石灰水变浑浊,可以鉴别,故A不选;
B.Na2CO3与CaCl2溶液作用产生CaCO3沉淀,而NaHCO3则不与CaCl2溶液反应,无沉淀产生,也可以鉴别,故B不选;
C.向Na2CO3中逐滴加少量盐酸时,无气体产生,当盐酸加入较多时,可产生气体,而向NaHCO3中加入同浓度盐酸,则迅速产生气体,可以通过产生气体的快慢加以鉴别,故C不选;
D.Na2CO3和NaHCO3均可与澄清石灰水反应产生沉淀,现象相同,无法鉴别,故D选。
6.根据你对金属钠性质的了解,下列叙述中,正确的是( )
①钠是银白色金属,硬度很大
②金属钠的熔点很高
③金属钠在空气中燃烧,生成氧化钠
④加热时,金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
⑤金属钠在氯气中燃烧,产生白色烟雾
⑥金属钠放置在空气中,最终变成碳酸氢钠
⑦当金属钠与硫酸铜溶液反应时,有大量蓝色沉淀出现
A.①②③④ B.⑤⑥⑦ C.④⑤⑦ D.④⑦
【答案】D
【解析】【解答】①钠是银白色金属,密度小、质软,故不符合题意;
①钠是是密度小、质软,熔点低的银白色金属,故不符合题意;
③金属钠在空气中燃烧生成淡黄色固体过氧化钠,故不符合题意;
④加热时,金属钠在空气中剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠,故符合题意;
⑤金属钠在氯气中燃烧生成氯化钠,产生大量白色的烟,故不符合题意;
⑥金属钠放置在空气中,Na的性质活泼,易与空气中氧气反应生成Na2O, Na2O易与水反应生成NaOH,NaOH吸收空气中的水和CO2生成Na2CO3•xH2O,Na2CO3•xH2O风化脱水生成Na2CO3,最终得到的物质是Na2CO3,故不符合题意;
⑦当金属钠与硫酸铜溶液反应时,钠性质活泼,先与水剧烈反应生成NaOH和氢气,反应生成的NaOH和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,故符合题意;
④⑦符合题意,
7.钠与水反应的现象和钠的下列性质无关的是( )
A.钠的熔点较低 B.钠的密度小于水
C.钠的硬度较小 D.钠的还原性强
【答案】C
【解析】【解答】解:A、因钠与水反应放热,钠的熔点低,所以看到钠熔成闪亮的小球,与性质有关,故A不选.
B、钠的密度比水小,所以钠浮在水面上,与性质有关,故B不选;
C、硬度大小与反应现象无关,所以与性质无关,故C选;
D、因钠的金属性强,所以与水反应剧烈,与性质有关,故D不选;
8.1mol过氧化钠与2mol碳酸氢钠固体混合后,在密闭的容器中加热充分反应,排出气体物质后冷却,残留的固体物质是( )
A.Na2CO3 B.Na2O2 Na2CO3
C.NaOH Na2CO3 D.Na2O2 NaOH Na2CO3
【答案】A
【解析】【解答】2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O,
2mol 1mol 1mol 1mol
2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2,
1mol 1mol 1mol
则过氧化钠恰好与碳酸氢钠分解生成的二氧化碳反应,
排出气体物质后冷却,残留的固体物质为2molNa2CO3;
9.某同学想检验碳酸钠溶液中是否存在碳酸钾,操作如下:把熔嵌在玻璃棒上的铜丝放在酒精灯外焰上灼烧,至与原来的火焰颜色相同时为止。然后蘸取该溶液,在外焰上灼烧,观察火焰的颜色。发现火焰呈现黄色,证明溶液不含碳酸钾,实验结束后用硝酸洗净,放回原处。实验中存在的错误有几处?
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】C
【解析】【解答】实验操作中的错误有:①铜元素的焰色为绿色,会造成干扰,因此不能用铜丝蘸取样品;②观察K元素的焰色时,需透过蓝色钴玻片过滤掉黄光,防止干扰,因此不能直接观察;③硝酸具有氧化性,会造成干扰,因此实验结束后不能用硝酸洗净,应该用盐酸洗净。故共有3处错误。
10.Na2O2是呼吸面具中常用的供氧剂,下列关于的叙述正确的是
A.Na2O2中阴、阳离子的个数比为
B.Na2O2分别与H2O、CO2反应,产生相同质量的O2时,消耗H2O和CO2的分子数目相等
C.在Na2O2与反应过程中,只作氧化剂
D.在与反应过程中每生成1个O2,转移4个电子
【答案】B
【解析】【解答】A、中含个(阳离子 )和个(阴离子 ),阴、阳离子个数比为1:2,A错误;
B、反应方程式分别为: 、 ,生成时,均消耗或,即产生相同质量(物质的量相同 )时,消耗和的分子数相等,B正确;
C、中元素化合价既升高又降低,所以既作氧化剂又作还原剂,C错误;
D、反应中中-1价生成(0价 ), 每生成1个O2,转移2个电子 ,D错误;
11.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物,下列分析不正确的是
A.反应①、②、⑤、⑥均属于氧化还原反应
B.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
C.反应④说明NaHCO3的稳定性强于Na2CO3
D.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
【答案】C
【解析】【解答】A.氧化还原反应的特征是元素化合价有变化,由分析可知, 反应①、②、⑤、⑥均属于氧化还原反应 ,故A正确;B.酸性氧化物与碱反应生成盐和水, 由分析可知,反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质 ,故B正确;
C.由分析可知,反应④说明Na2CO3的稳定性强于NaHCO3,故C错误;
D.由分析可知,反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给,故D正确;
12.下列叙述正确的是( )
① 与 都能和水反应生成碱,它们都是碱性氧化物
② 与 发生化合反应生成 , 与 发生置换反应生成
③ 是淡黄色物质, 是白色物质
④ 可作供氧剂,而 不可
⑤ 和 的焰色均为黄色
A.全部 B.②③④⑤ C.②③⑤ D.④⑤
【答案】D
【解析】【解答】① 不是碱性氧化物,①不符合题意;
② 与 反应不属于置换反应,②不符合题意;
③ 是白色固体, 为淡黄色固体,③不符合题意;
④ 与二氧化碳反应产生氧气,可作供氧剂,而 不能,④符合题意;
⑤含有钠元素的物质焰色反应均呈现黄色, 和 的焰色均为黄色,⑤符合题意;
正确的为④⑤;
13.下列关于过氧化钠的说法中,不正确的是( )
A.化学式为 B.白色固体
C.能与反应 D.能与反应
【答案】B
【解析】【解答】A. 过氧化钠的化学式为,A正确;
B.过氧化钠为淡黄色固体,B错误;
C.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,C正确;
D.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,D正确;
14.关于钠元素的单质及其化合物的叙述不正确的是
A.钠是银白色金属,质软,熔点相对较低,密度比水小
B.Na2O2与CO2反应,作还原剂
C.Na2O和Na2O2都能由金属钠和氧气化合生成,但Na2O和Na2O2中O的价态不同
D.Na2O与Na2O2中阳、阴离子的个数比均为2:1
【答案】B
【解析】【解答】A、钠是银白色金属,质地柔软,熔点较低(约97.8℃ ),密度为0.97g/cm3,比水的密度(1g/cm3 )小,所以该选项对钠物理性质的描述正确,A正确;
B、与反应的化学方程式为 ,在中氧元素为-1价,反应后一部分氧元素变为中-2价的氧,一部分变为中0价的氧,所以既作氧化剂又作还原剂;而中碳元素和氧元素化合价均未改变,既不是还原剂也不是氧化剂,B错误;
C、钠与氧气在常温下化合生成,其中氧元素为-2价;钠与氧气在加热条件下化合生成,其中氧元素为-1价,所以和都能由金属钠和氧气化合生成,且氧元素价态不同,C正确;
D、由2个和1个构成,由2个和1个构成,所以二者中阳、阴离子的个数比均为2:1,D正确;
15.如表中,对陈述I、II的正确性及两者间是否具有因果关系的判断错误的是
选项
陈述I
陈述II
判断
A
是淡黄色固体
可作潜水艇的供氧剂
I对;II对;无关系
B
具有强还原性
可以置换出溶液中的
I对;II对;有关系
C
小苏打用于治疗胃酸过多
可以与盐酸反应
I对;II对;有关系
D
是碱性氧化物
可以与硝酸反应
I对;II对;有关系
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【解析】【解答】A、是淡黄色固体;作供氧剂是利用其与水、二氧化碳反应产氧气的性质,与颜色无关,因果关系判断正确,A正确;
B、有强还原性,但与溶液反应不置换出(因先与水反应 ),陈述II错误,因果关系不成立,B错误;
C、与胃酸(盐酸 )反应,可中和过多胃酸,陈述I、II有因果关系,判断正确,C正确;
D、是碱性氧化物,与硝酸反应生成盐和水,陈述I、II有因果关系,判断正确,D正确;
16.下列关于钠及其化合物的叙述,正确的是
A.Na2O与Na2O2都能和H2O、CO2反应,它们都是化合反应
B.向酚酞溶液中加入Na2O2粉末,溶液最终变红
C.向酚酞溶液中加入Na2O粉末,溶液最终变红
D.金属Na在空气中燃烧,发出黄色火焰,产物是Na2O
【答案】C
【解析】【解答】A.Na2O与H2O、CO2反应都只生成一种产物,都是化合反应,而Na2O2与H2O、CO2反应的产物不止一种,不是化合反应,故A错误;
B.Na2O2与水反应生成的NaOH能使酚酞溶液变红,但由于Na2O2具有漂白性,所以最终红色退去,故B错误;
C.Na2O与水反应生成的NaOH能使酚酞溶液变红,故C正确;
D.金属Na在空气中燃烧,发出黄色火焰,产物是Na2O2,故D错误;
17.如图是实验室研究潜水艇中供氧体系反应机理的装置图(夹持仪器略)。
(1)A装置中盛放稀盐酸的仪器名称是 。
(2)B装置可除去A装置中可能挥发出的 。
(3)C装置为O2的发生装置,反应的化学方程式为 、 。
(4)D装置可除去C装置中未反应的少量气体,反应的离子方程式为 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)HCl
(3)2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(4)2OH-+CO2=+H2O
【解析】【解答】(1) A装置中盛放稀盐酸的仪器名称是分液漏斗;
(2)A装置用于制备CO2,稀盐酸具有挥发性,得到的CO2中含有HCl和水蒸气,B装置可除去A装置中可能挥发出的HCl;
(3)装置C中过氧化钠和水、二氧化碳反应产生氧气,反应的方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2、2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(4)D装置氢氧化钠溶液可除去C装置中未反应的CO2,反应的离子方程式为2OH-+CO2=+H2O。
18.下列关于钠及其化合物的说法正确的是( )
A.、均为淡黄色固体
B.将Na、投入水中,会生成同种气体
C.Na、、久置在空气中均会因发生氧化还原反应而变质
D.将Na、固体分别投入滴加了紫色石蕊试液的水中,均可以得到蓝色溶液
【答案】D
【解析】【解答】A.是白色固体,为淡黄色固体,A不符合题意;
B.将Na、投入水中,分别会生成H2和O2,B不符合题意;
C.Na和久置在空气中会因发生氧化还原反应而变质,与CO2和H2O发生非氧化还原反应而变质,C不符合题意;
D.将Na、固体分别投入滴加了紫色石蕊试液的水中,最终均得到NaOH溶液,因此均可以得到蓝色溶液,D符合题意。
19.下列有关的说法不正确的是
A.比稳定
B.焰色试验显黄色
C.的俗名为纯碱
D.是发酵粉的主要成分之一
【答案】D
【解析】【解答】A.受热易分解,稳定性较差,碳酸钠受热难分解,因此稳定性:>,A正确;
B.含钠元素的物质,焰色试验火焰都是黄色,B正确;
C.的俗名为纯碱,C正确;
D.发酵粉的主要成分是NaHCO3,D错误;
20.以下说法正确的是( )
①钠是一种很强的还原剂钠可以把锆、铌等金属从它们的化合物的水溶液中置换出来
②过氧化钠是碱性氧化物,过氧化钠中阴阳离子个数比为1:1
③分别与水及CO2反应产生相同量的O2时,需要水和CO2的质量相等
④将足量的、分别加到酚酞试液中,最终溶液均为红色
⑤分别与水及CO2反应产生等量氧气时,转移电子的数目相等
⑥与水反应,既是氧化剂,又是还原剂
A.③④ B.⑤③ C.③⑥ D.⑤⑥
【答案】D
【解析】【解答】①钠和锆、铌等金属的化合物的水溶液中的反应,是先和其中的水反应置换出氢气,不会置换出金属,故①不符合题意;
②过氧化钠中含有阳离子为Na+、阴离子为O2-,则过氧化钠中阴阳离子比1:2,故②不符合题意;
③ 与水反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,与CO2反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,产生相同量的O2时,消耗的水和二氧化碳的物质的量相同,此时水和CO2的质量不同,故③不符合题意;
④氧化钠加入酚酞试液中,反应生成的氢氧化钠是可溶性碱,溶液变红色,而过氧化钠加入酚酞溶液中,生成氢氧化钠和氧气,氢氧化钠是碱使酚酞变红色,过氧化钠具有强氧化性能使红色溶液褪去,即溶液先变红色后褪色,故④不符合题意;
⑤ 与水反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,与CO2反应方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,当生成的氧气均为1mol时,转移的电子式均为2NA,故⑤符合题意;
⑥ 与水反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2,过氧化钠中-1价的氧,一部分化合价升高为0,一部分化合价降低为-2,既是氧化剂,又是还原剂,故⑥不符合题意;
21.关于Na2O2的下列叙述中不正确的是( )
A.Na2O2属于碱性氧化物
B.Na2O2可由Na在空气中燃烧得到
C.Na2O2中阴阳离子个数比为1:2
D.Na2O2可在呼吸面具作为氧气的来源
【答案】A
【解析】【解答】A.Na2O2与水反应生成氢氧化钠和氧气,不是碱性氧化物,故A符合题意;
B.Na在空气中缓慢氧化则得到Na2O,燃烧则得到Na2O2,故B不符合题意;
C.1个Na2O2中含有2个钠离子和1个过氧根离子,阴、阳离子个数比为1:2,故C不符合题意;
D.Na2O2可与二氧化碳反应生成氧气,可用于呼吸面具的氧气来源,故D不符合题意;
22.将一块金属钠投入滴有紫色石蕊溶液的盛冷水的烧杯中,甲同学认为可观察到下列现象,其中正确的有( )
①钠投入水中,先沉入水底,后浮出水面②钠立即与水反应,并有气体产生③反应后溶液变红④钠熔成闪亮的小球⑤小球在水面上四处游动⑥有“嘶嘶”的响声发出
A.①②③④ B.②③④⑤ C.②④⑤⑥ D.③④⑥
【答案】C
【解析】【解答】①钠投入水中,钠的密度小于水,所以钠不会沉入水底,故①不符合题意;
②钠是活泼的金属,钠立即与水反应2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,并有气体产生,故②符合题意;
③生成氢氧化钠,溶液显碱性,使石蕊变蓝,即反应后溶液变蓝,故③不符合题意;
④钠熔点低,反应放热,钠熔成闪亮的小球,故④符合题意;
⑤在氢气的推动下,小球在水面上四处游动,故⑤符合题意;
⑥氢气在钠块与水之间的缝隙中逸出,有“嘶嘶”的响声发出,故⑥符合题意,综上②④⑤⑥符合题意;
23.以不同类别物质间的转化为线索,认识钠及其化合物。
下列分析不正确的是( )
A.反应③表明CO2具有酸性氧化物的性质
B.反应④说明NaHCO3的热稳定性强于Na2CO3
C.反应⑤、⑥可用于潜水艇中氧气的供给
D.上述转化中发生的反应有分解反应、化合反应、置换反应
【答案】B
【解析】【解答】A.反应③是氢氧化钠与二氧化碳反应可体现出二氧化碳是酸性氧化物,故A不符合题意;
B.碳酸氢钠加热分解到碳酸钠,说明碳酸氢钠的稳定性弱于碳酸钠,故B符合题意;
C.二氧化碳和水和过氧化钠反应得到氧气可用于潜水艇氧气的供给,故C不符合题意;
D.根据图示可知:④为分解反应,①为化合物反应,②为置换反应,故D不符合题意;
24.英国化学家汉弗里·戴维在十九世纪初通过电解的方式获得金属钠的单质,下列有关金属钠的性质描述,错误的是( )
A.金属钠性质活泼,一般保存在煤油中
B.Na的金属性强,可从硫酸铜溶液中置换出铜
C.金属钠可用刀切割,说明其硬度较小
D.使用后多余的金属钠应放回试剂瓶中
【答案】B
【解析】【解答】A、Na易和空气中的O2、水蒸气反应,Na的密度大于煤油且和煤油不反应,所以Na一般保存在煤油或石蜡中,故A不符合题意;
B、金属钠与硫酸铜溶液反应,金属钠先与水反应生成氢氧化钠,生成的氢氧化钠与硫酸铜进一步反应得到蓝色沉淀氢氧化铜,不会直接置换出铜,故B符合题意;
C、金属钠可用刀切割,说明其硬度较小,故C不符合题意;
D、钠性质活泼,易与氧气和水反应,使用后多余的金属钠应放回试剂瓶中,不能随意丢弃,防止发生意外事故,故D不符合题意;
25.下列有关钠及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A.小苏打显碱性,可用于中和胃酸
B.Na能与水反应,可用于高压钠灯
C.氢氧化钠具有强碱性,可用作干燥剂
D.钠单质熔点较低,可用于冶炼金属钛
【答案】A
【解析】【解答】A、小苏打是碳酸氢钠,显碱性,能与盐酸反应,可用于中和胃酸,故A正确;
B、钠用于高压钠灯是因为Na的焰色为黄色,黄光射程远、透雾能力强,故B错误;
C、氢氧化钠易潮解,具有吸水性,可用作干燥剂,故C错误;
D、钠单质还原性强,可用于冶炼金属钛,故D错误;
26.下列各组中的两物质相互反应时,若改变反应条件(温度、反应物用量比),化学反应的本质并不改变的是( )
A.Na和O2 B.NaOH和CO2
C.Na2O2和CO2 D.木炭(C)和O2
【答案】C
【解析】【解答】A、如果加热则生成过氧化钠,不加热生成氧化钠,A不符合。
B、如果CO2过量,则生成碳酸氢钠,不过量生成碳酸钠和水,B不符合。
C、过氧化钠和二氧化碳反应只能生成碳酸钠和氧气,C符合。
D、氧气过量则生成CO2,氧气不足则生成CO,D不符合;
27.节日里的焰火美不胜收。下列物质的焰色试验中火焰呈绿色的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】【解答】钠元素焰色试验为黄色,钾元素的焰色试验为紫色(透过蓝色钴玻璃),铜元素的焰色试验为绿色,钙元素的焰色试验为砖红色,故焰色试验中火焰呈绿色为CuCl2,
28.侯氏制碱法的工业流程如图:
下列说法不正确的是( )
A.“沉淀池”的饱和食盐水中先通入足量CO2,再通入NH3
B.从“母液”中可获得副产品NH4Cl
C.循环利用的物质X是CO2
D.用AgNO3溶液和稀硝酸检验Na2CO3中是否含有NaCl
【答案】A
【解析】【解答】A.氨气极易溶于水,侯氏制碱法中为获得更多的产品应先饱和食盐水中先通入氨气再通CO2,增大CO2的吸收量,得到更多的产品NaHCO3,A错误;
B.母液中含有大量的NH4+和Cl-,可以从“母液”中获得副产品NH4Cl,B正确;
C.NaHCO3受热分解产生Na2CO3、CO2、H2O,因此循环利用的物质X是CO2,C正确;
D.Cl-的检验用稀硝酸和硝酸银,若有白色沉淀,说明有Cl-,D正确;
29.下列有关钠及其化合物的说法正确的是( )
A.电解饱和食盐水可制取金属钠
B.Na与反应的产物与反应条件有关
C.与水反应生成NaOH与
D.Na可以从稀溶液中置换出Cu
【答案】B
【解析】【解答】A.电解饱和食盐水,阳极氯离子放电生成氢气,阴极氢离子放电得到氢气,不会得到金属钠,A错误;
B.钠与氧气反应,加热生成过氧化钠,不加热生成的是氧化钠,反应产物与反应条件有关,B正确;
C.氧化钠与水反应生成氢氧化钠,不生成氧气,故C错误;
D.钠与 溶液反应时,钠先与水反应生成氢氧化钠和氢气,生成的氢氧化钠再与硫酸铜反应,不会得到Cu,故D错误;
二、非选择题
30.过氧化钠作为呼吸面具和潜水艇的供氧剂研究。请用下图中的实验装置,选用适当的化学试剂和实验用品进行实验,证明过氧化钠可作供氧剂。
(1)A是制取CO2的装置。B中加入的试剂,下列合理的是___________(填序号)。
A.NaOH溶液 B.饱和食盐水
C.Na2CO3溶液 D.饱和NaHCO3溶液
(2)C中加入的试剂是 (填化学式),其中发生的化学反应有 。
(3)D中加入的试剂是 ,其目的是 。
【答案】(1)D
(2)Na2O2;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
(3)NaOH溶液;吸收未反应的CO2
【解析】【解答】(1)由CaCO3和盐酸反应生成CO2,产生气体通过饱和NaHCO3溶液,以除去CO2气体中混入的HCl,故选D;
(2)证明过氧化钠可作供氧剂,C中加入的试剂是Na2O2,二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气,反应的化学方程式为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2;
(3)装置D中盛放的是NaOH溶液,其作用是吸收未反应的CO2,反应方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O。
31.根据你对金属钠性质的了解,回答下列问题:
(1)关于钠的叙述中,正确的是___________。
A.钠是银白色金属,硬度很大
B.将金属钠放在石棉网上,用酒精灯加热后金属钠剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成过氧化钠
C.金属钠露置于空气中,最终变为NaHCO3粉末
D.金属钠的熔点很高
(2)将一小块钠投入下列溶液中,既能产生气体又会出现白色沉淀的是___________。
A.稀硫酸 B.硫酸铜溶液
C.氢氧化钠稀溶液 D.氯化镁溶液
(3)某课外活动小组为了检验钠与水反应的产物,设计如图装置(夹持装置省略)。首先在U形管内加入少量煤油和几小块钠,再从U形管高端加入水(含有酚酞),赶出空气,一会儿后加热铜丝。
①金属钠的变化:与水剧烈反应,在水和煤油的交界处上下浮动并逐渐变小。写出反应的离子方程式 。
②U形管中溶液的颜色变化: ,说明有 生成。
③铜丝的变化: ,说明钠和水反应有H2生成。
④若a g钠与b mL水完全反应,则所得溶液中溶质的质量分数是 。
【答案】(1)B
(2)D
(3)2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑;从右到左,逐渐由无色变为红色;NaOH;由黑色变为红色;×100%
【解析】【解答】(1)A.钠的硬度小,故A错误;
B.钠在氧气中燃烧,火焰呈黄色,生成过氧化钠,故B正确;
C.钠露置于在空气最终变为碳酸钠粉末,故C错误;
D.金属钠的熔点低,故D错误;
故答案为:B;
(2)A.Na与稀硫酸反应生成H2,无沉淀生成,故A错误;
B.Na与H2O反应生成的NaOH能继续与CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,故B错误;
C.Na只与水反应产生H2,故C错误;
D.Na与H2O反应生成的NaOH能继续与MgCl2反应生成Mg(OH)2白色沉淀,故D错误;
故答案为: D ;
(3)由于钠的熔点低且密度小于水、大于煤油,故钠位于水和煤油的交界处,与水发生反应:2Na+2H2O=2NaOH+H2↑,所以,其离子方程式为2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑,U形管从右到左,逐渐由无色变为红色,生成的H2与CuO发生反应:H2+CuOCu+H2O,所以铜丝由黑色变为红色。
钠与水反应得到NaOH溶液,则:
则ω(NaOH)=×100%=×100%。
故答案为:2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑; 从右到左,逐渐由无色变为红色 ; NaOH ; 由黑色变为红色 ;×100% 。
32.某金属单质A及其化合物间的转化关系如下图(某些产物和反应条件已略去),其中C为淡黄色的固体,D的水溶液加酚酞显红色,请回答下列问题:
(1)下列说法正确的是 (填字母)。
a.A、B均可和反应生成D和氢气 b.C可用作供氧剂
c.A到B和B到C的反应均为化合反应 d.D中加入紫色石蕊显红色
(2)写出A直接转化为C的化学反应方程式 ,并用单线桥法标明电子转移方向 ;写出A直接转化为D的离子反应方程式 ,并用双线桥法标明电子转移方向 。
(3)各取1molA、B、C、D分别放在1L水中,充分反应后形成的水溶液溶质的物质的量浓度从大到小依次为 。(用字母ABCD表示)
(4)已知C易与空气中的二氧化碳和水蒸气反应,若用A和空气制备纯度较高的C(不考虑空气中的),可利用的装置如下。
若规定气流的方向为从左到右,且上述仪器每种最多使用一次,则各仪器的连接顺序从左到右依次是:空气→ (按导管口字母顺序填写)。
【答案】(1)bc
(2);;;
(3)B=C>A>D
(4)h→g→f→e→a→b→c。
【解析】【解答】(1)a.B是Na2O,Na2O和反应只生成氢氧化钠,故a错误;
b.C是Na2O2,Na2O2能和二氧化碳、水反应放出氧气,Na2O2可用作供氧剂,故b正确;
c.钠和氧气反应生成氧化钠,氧化钠和氧气反应生成过氧化钠,均为化合反应,故c正确;
d.D是NaOH,加入紫色石蕊显蓝色,故d错误;
故答案为:bc
(2)Na和氧气点燃生成Na2O2,反应的化学反应方程式为,反应中钠元素化合价由0升高为+1、氧元素化合价由0降低为-1,并用单线桥法标明电子转移方向为;Na和水反应生成NaOH和氢气,反应的离子反应方程式为,钠元素化合价由0升高为+1、氢元素化合价由+1降低为0,并用双线桥法标明电子转移方向为。
故答案为:;;;
(3)1molNa和水反应生成1mol氢氧化钠和0.5mol氢气;1molNa2O和水反应生成2molNaOH;1molNa2O2和水反应生成2molNaOH和0.5mol氧气;直接把1molNaOH放入水中,溶质为1mol;所以Na2O、Na2O2形成溶液的浓度大于Na和NaOH;钠和水反应放出氢气,溶剂质量小于直接加氢氧化钠的溶液中含有的溶剂,所以物质的量浓度A>D;加Na2O、Na2O2的溶液中溶质物质的量相等、溶液质量相等,所以浓度相等,则物质的量浓度B=C>A>D。
故答案为:B=C>A>D
(4)为防止二氧化碳、水和过氧化钠反应,通入的空气依次用氢氧化钠溶液除去二氧化碳、用浓硫酸干燥空气,再让空气中的氧气和钠反应生成过氧化钠,最后再次连接盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的二氧化碳、水和进入Ⅰ中和过氧化钠反应,各仪器的连接顺序从左到右依次是:空气→h→g→f→e→a→b→c。
故答案为:h→g→f→e→a→b→c
33.Ⅰ.下图为一个五圆环,每个环中的物质依次为FeCl3、NaCl、Na2O2、 CO2、I2,图中相连的两种物质可归属为同一类,用①、②、③、④表示相交部分,请回答下列问题:
(1)关于上述相交部分的说法不正确的是_______(填序号)。
A. ①表示盐类
B. ②表示钠的化合物
C. ③表示氧化物
D. ④表示非电解质
(2)上述五种物质中,有两种物质可以发生氧化还原反应,其化学方程式为________。
(3)用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入1 mol/L某物质M的溶液,继续煮沸得到红褐色透明液体。
①物质M的化学式为________。
②检验该红褐色透明液体是胶体的方法为________。
Ⅱ.写出下列除杂的离子方程式,括号内的物质为杂质。
(4)FeCl2(FeCl3):________。
(5)CO2(HCl):________。
(6)NaHCO3溶液(Na2CO3):________。
Ⅲ.某实验小组利用下图装置探究Na2O2与CO2的反应,请回答下列问题:
(7)根据实验目的,B处所盛放的试剂为________,其作用为________。
(8)装置C中观察到的现象是________,反应的化学方程式是________。
(9)装置D的作用是吸收未反应的CO2便于O2的检验,吸收CO2的离子方程式是________。
【答案】(1) D
(2)
(3) 丁达尔效应
(4)
(5)
(6)
(7) 浓硫酸 干燥气体
(8) 由淡黄色固体逐渐变为白色
(9)
【解析】【解答】(1)依据图示可知:①从酸根离子角度看都含,所以为盐酸盐,②都含有钠元素,所以为钠的化合物,③都只含两种元素,且一种为氧元素,属于氧化物,④碘为单质,既不是非电解质又不是电解质,二氧化碳为化合物,是非电解质,所以相交部分不代表非电解质,故D不符合题意。
故答案为:D
(2)上述五种物质中,只有过氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气单质,属于氧化还原反应,则反应的方程式为:。
故答案为:
(3)用洁净的烧杯取少量蒸馏水,用酒精灯加热至沸腾,向烧杯中逐滴加入1 mol/L某物质M的溶液,继续煮沸得到红褐色透明液体,这是制备氢氧化铁胶体的操作过程,则得到M为;检验胶体的方法通常用丁达尔效应:用一束光照射液体,看是否出现光的通路,如有则是胶体,如无是溶液。
故答案为:;丁达尔效应
(4)要除去中的,通常加入单质铁与反应除去,反应离子方程式为:。
故答案为:
(5)要除去中的,将混合气体通过饱和溶液除去,反应离子方程式为:。
故答案为:
(6)要除去溶液中的,将混合气体通过混合溶液除去,反应离子方程式为:。
故答案为:
(7)该实验探究与的反应,装置A中受热分解发生,装置B中盛有浓硫酸,用于吸收水蒸气,干燥气体。
故答案为:浓硫酸;干燥气体
(8)在C处发生反应:,其中为淡黄色,为白色,所以固体颜色变化为由淡黄色固体逐渐变为白色。
故答案为:由淡黄色固体逐渐变为白色;
(9)装置D中盛有足量溶液,用于吸收过量的,发生的离子反应方程式为:。
故答案为:
34.I.物质类别和核心元素的价态是学习元素及其化合物性质的两个重要认识视角。图为 钠及其化合物的“价-类 ”二维图,请回答下列问题:
(1)淡黄色固体②与水反应的化学方程式为 。
(2)NaH投入H2O中,发生反应的化学方程式为 。
(3)纯碱和小苏打都是重要的化工原料,在生产和生活中有若广泛的应用,
图I、Ⅱ中 能更好说明二者的稳定性。Ⅱ中受热处发生反应的化学方程式为 。
(4)下列关于和的说法不正确的是 。
A.相同条件下的溶解度;
B.可以用澄清石灰水区别溶液和溶液
C.可以用加热的方法除去固体中的杂质
D.等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,放出的气体多
E.溶液和溶液均显碱性
(5)“检验”制备的试剂级碳酸钠纯度,设计如下实验方案:取m g产品,将其投入到过量的稀硫酸中,将产生的气体通入到足量的澄清石灰水中,经过滤、洗涤、干燥,得到wg固体,则产品中的质量分数为 (用含w、m的式子表示)。
【答案】(1)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
(2)NaH+H2O=NaOH+H2↑
(3)Ⅱ;
(4)BD
(5)
【解析】【解答】(1)由图可知,淡黄色固体②为过氧化钠,与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
故答案为: 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ ;
(2)NaH投入H2O中,发生氧化还原反应生成氢氧化钠和氢气,发生反应的化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑;
故答案为: NaH+H2O=NaOH+H2↑ ;
(3)图Ⅰ没有形成对比,图Ⅱ将碳酸钠置于大试管中,将碳酸氢钠置于小试管中,加热时小试管产生的气体能使澄清石灰水变浑浊,而大试管连接的澄清石灰水无明显现象,大试管温度较高但是连接的澄清石灰水没有变浑浊,说明碳酸钠稳定性比碳酸氢钠好,即图Ⅱ能更好说明二者的稳定性;碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为;
故答案为: Ⅱ ;;
(4)A.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,故A正确;
B.碳酸钠和碳酸氢钠均能与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,均能使澄清石灰水变浑浊,不能用澄清石灰水区别两者,故B错误;
C.碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,因此加热可除去碳酸钠固体中的碳酸氢钠,故C正确;
D.碳酸钠的摩尔质量大于碳酸氢钠,则等质量的碳酸氢钠的物质的量大于碳酸钠,根据碳原子守恒有n(CO2)=n(Na2CO3)、n(CO2)=n(NaHCO3),则等质量的碳酸钠和碳酸氢钠与足量盐酸反应,碳酸氢钠放出的气体多,故D错误;
E.碳酸钠和碳酸氢钠均为强碱弱酸盐,溶液均显碱性,故E正确;
故答案为:BD;
(5)根据碳守恒:Na2CO3~CO2~CaCO3,则产品中的质量分数为。
故答案为: 。
35.研究物质时会涉及物质的组成、分类、性质和用途等方面。回答下列问题:
(1)属于 (填物质的类别),其中阳离子的结构示意图为 ,检验其组成中所含阳离子的方法是 。
(2)将包有少量 色固体的棉花放入坩埚,用滴管向棉花上滴几滴水,棉花立刻燃烧起来。由该实验你能得出的结论是 。
(3)在潜水艇和消防员的呼吸面具中,所发生反应的化学方程式为 ,从氧化剂和还原剂的角度分析,在这个反应中的作用是 。
【答案】(1)金属氧化物;;焰色试验,火焰呈黄色
(2)淡黄;过氧化钠与水反应放热,且有氧气产生
(3)、;既作氧化剂,又作还原剂
【解析】【解答】(1)过氧化钠由钠元素和氧元素构成,属于金属氧化物;过氧化钠中的阳离子为钠离子,其结构示意图为 ;钠元素的焰色呈黄色,检验钠离子的方法为:焰色试验,火焰呈黄色;
故答案为:金属氧化物;;焰色试验,火焰呈黄色;
(2)过氧化钠为淡黄色固体,用滴管向棉花上滴几滴水,棉花立刻燃烧起来,由该实验你能得出的结论:过氧化钠与水反应生成氧气,同时产生大量的热;
故答案为:淡黄;过氧化钠与水反应放热,且有氧气产生;
(3) 过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式分别为:、,两个反应中氧元素部分化合价升高,部分化合价降低,过氧化钠既作氧化剂,又作还原剂;
故答案为: 、 ;既作氧化剂,又作还原剂。
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